一种轨道车辆防倒溜控制系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道车辆防倒溜控制系统及其方法，模拟信号处理单元将输入速度信号转化为速度信号处理单元能够接收的电平信号；速度信号处理单元根据速度信号判断电机的实际转向，并将其传送至嵌入式处理单元，同时将处理后的速度信号输出至数字信号处理单元；嵌入式处理单元综合电机实际转向信号，以及司机控制台的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将其传送至数字信号处理单元；数字信号处理单元收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过阈值，若超过，则向嵌入式处理单元传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元触发防溜激活信号送轨道车辆网络控制系统，控制制动系统进行紧急制动停车。本发明专利技术能够有效解决轨道车辆的倒溜问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种轨道车辆控制系统及其方法，尤其是涉及一种应用于轨道车辆，特别是电传动地铁工程维护车的防倒溜控制系统及其方法。
技术介绍
轨道车辆一般包括各类轨道运营车辆和轨道工程车辆等轨道交通车辆,广泛应用于铁路、轻轨、城轨，以及地铁运输和工程领域。以地铁工程维护车为例，地铁工程维护车是地铁各项维护和施工作业中的重要牵引单元。随着轨道交通技术的不断进步，电传动地铁工程维护车作为一种新车型也已投入广泛应用。但是，电传动地铁工程维护车在参与地铁施工的材料运输、线路维护的作业过程中，存在车辆倒溜、危害施工人员和线路安全的风险。相应地，其他类型的轨道车辆也都普遍存在着这一技术问题。在地铁车辆防倒溜领域，目前现有设计书主要是使用铁鞋和机械防溜装置进行车辆的防倒溜处理，也有少量使用控制系统进行车辆防倒溜的设计。其中，最常用的防溜车设备防溜铁鞋构成可分为两部分:底部和头部。底部:车轮踏上鞋底后，利用头部将车轮卡住，使鞋与车轮共同滑行而起制动作用。头部可分为鞋头、挡板两部分。所谓铁鞋防溜，就是在一根或两根钢轨上放置铁鞋，向前滚动的车轮压上铁鞋后便沿钢轨滑行，轮轨之间由滚动摩擦变为滑动摩擦，阻止掣轮前进，从而实现车辆的防溜。机械防溜装置主要是利用机械装置实现车辆的防溜，如现有技术I为姬云东于2006年12月31日申请，并于2008年07月02日公开，公开号为CN101209713A的中国专利技术专利申请。该申请提供了一种轨道车辆可控永磁防溜装置，可用于铁路、城市地铁等轨道车辆的减速、制动、防溜。其包括:轨道夹紧装置、弯板、端铁、导磁环、永磁体、拉杆、丝杆、电机、丝杆螺母、后盖、底座板和外套，弯板的立板的外侧面固定在轨道夹紧装置上，外套连接在弯板的上表面，端铁固定在外套前端内孔处，端铁与环套其外圆上的导磁环把外套的前端封闭，后盖固定在外套的后端并将其封闭，固定在后盖上的底座板与端铁之间夹有永磁体且两者分别与永磁体的磁极相接触，电机轴穿入后盖并与丝杆的一端相固定，丝杠螺母通过拉杆与导磁环相固定。该专利技术运用机械传动原理，通过电气控制实施远距离对溜放车辆轮进行控制实现防溜控制，但该装置不存在制动部件与车辆上车轮的任何接触。现有技术2为沈阳铁路局吉林科学技术研究所于2004年04月05日申请，并于2005年03月16日公开，公开号为CN2685182U的中国技术专利。该专利提供了一种铁路到发线跟踪式防溜器，其包括:与线路基本轨相接触的轨道车；由底座上固定的电机与减速器连接，减速器与同向转动的两个绳轮连接，在车体上设置三个绳轮，在车体内装有滑板，绳索缠绕两个同向绳轮，与三个绳轮绕接、且系于滑板的两端组成的轨道车牵引机构；由铰接于车体上的一对挡车臂，在车轮内设置四个绳轮，其中两个绳轮与滑板连接，另两个绳轮分别通过绳轮与各自的挡车臂连接组成的挡车臂升降机构；在车体的两侧设置一对与线路基本轨摩擦阻尼的自 锁机构。使轨道车能够沿线路基本轨移动而主动跟踪列车进行防溜作业。现有技术3为左德建于2006年09月29日申请，并于2007年05月09日公开，公开号为CN1958368A的中国专利技术专利申请。该申请提供了一种铁路车辆无源自动防溜方法及装置，其包括:与车辆制动机构联接的防溜构件；能在防溜位锁闭防溜构件并能在缓解位松开防溜构件的锁闭机构；用以安装防溜构件和锁闭机构的安装支架；防溜构件能够由车辆制动机构带动在安装支架上滑动；安装支架悬挂在车底。为能够解除锁闭机构对防溜构件的锁闭，使防溜构件能在车辆正常行驶状态下，随车辆制动机构一起正常工作，在安装支架上安装有一能够使锁闭机构解除对防溜构件锁闭的手动缓解结构；为使车辆在正常行驶状态下，不使锁闭机构锁闭防溜构件闷在安装支架上，设置一能够关闭锁闭机构的位置锁闭机构，为使锁闭机构不会因为防溜构件运动到防溜位而锁闭防溜构件，在安装支架上安装有一延时缓冲机构，为方便调节防溜构件的安装位置，防溜构件与车辆制动机构之间通过位置调节构件联接。车辆制动后，防溜装置进入防溜工作状态，车辆溜动带动制动机构，防溜构件在制动机构带动下进入防溜位，则锁闭机构锁闭防溜构件，进而防止车辆溜走；车辆缓解，防溜构件进入缓解状态，车辆正常行使。在采用控制系统进行车辆防倒溜方面，主要通过控制算法实现车辆的防溜控制，如现有技术4为福特环球技术公司于2008年08月15日申请，并于2009年02月18日公开，公开号为CN101367339A的中国专利技术专利申请。该申请提供了一种混合动力电动车辆的倒溜控制。其在包括传动连接到符合的发动机和传动连接到该负荷的电机的动力传动系统中，提供了一种控制位于斜坡上的车辆以防溜的方法包括:确定电机的当前最大扭矩是否等于或大于所需的车轮扭矩，如果电机的当前最大扭矩能够产生所需的车轮扭矩，则使用电机产生所需的车轮扭矩，如果电机的当前最大扭矩不能产生所需的车轮扭矩，则使用发动机产生所需的车轮扭矩，以此达到防溜的目的。现有技术防溜措施普遍存在的技术缺陷主要有: (1)现有防溜设备采购金额大，如:一个城市的地铁车辆段往往有几十台地铁工程维护车，为每台车采购相应铁鞋和机械防溜设备往往需要大量资金； (2)现有机械防溜设备的整体结构复杂，安装作业周期较长，由于机械防溜设备本身体积较大且安装后往往需要使用一些辅助设备配合，如防溜固定枕木等，因此，机械防溜设备本身的安装周期也会比较长； (3)现有机械设备和铁鞋给车辆防溜时，人员实际操作劳动强度大、作业模式落后；防溜设备一般由金属构件组成，体积较大且质量较重，需要人员手动操作，且善后恢复时间长，易造成操作人员过劳；由于机械设备防溜操作较复杂，常导致人员操作不到位，造成溜车事故,因此作业模式也落后； (4)现有防溜控制系统不具备电机实际转向的判定功能； (5)现有防溜控制系统不具备车辆溜行距离计算功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轨道车辆防倒溜控制系统及其控制方法，该控制系统及其控制方法能够有效地解决轨道车辆倒溜的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了一种轨道车辆防倒溜控制系统的技术实现方案，一种轨道车辆防倒溜控制系统，包括: 模拟信号处理单元，将来自电机速度传感器的输入速度信号处理成速度信号处理单元能够接收的电平信号； 速度信号处理单元，根据所述电机速度传感器的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送给嵌入式处理单元，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元进行控制； 嵌入式处理单元，综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统传送的来自司机控制台的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元； 数字信号处理单元，接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值；若超过，则向所述嵌入式处理单元传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统，所述制动系统进行紧急制动停车。作为本专利技术一种轨道车辆防倒溜控制系统技术方案的进一步改进，所述模拟信号处理单元、速度信号处理单元、嵌入式处理单元和数字信号处理单元集成在轨道车辆的传动控制单元中。作为本专利技术一种轨道车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于，包括：?模拟信号处理单元（11），将来自电机速度传感器（2）的输入速度信号处理成速度信号处理单元（12）能够接收的电平信号；速度信号处理单元（12），根据所述电机速度传感器（2）的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送给嵌入式处理单元（10），同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元（13）进行控制；嵌入式处理单元（10），综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统（4）传送的来自司机控制台（5）的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元（13）；数字信号处理单元（13），接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值；若超过，则向所述嵌入式处理单元（10）传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元（10）触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统（4）触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统（3），所述制动系统（3）进行紧急制动停车。

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于，包括: 模拟信号处理单元(11 )，将来自电机速度传感器(2 )的输入速度信号处理成速度信号处理单元(12)能够接收的电平信号； 速度信号处理单元(12)，根据所述电机速度传感器(2)的速度信号判断电机的实际转向，将判断的电机实际转向信号传送给嵌入式处理单元(10)，同时对所述速度信号进行处理，并将处理后的速度信号实时输出至数字信号处理单元(13)进行控制； 嵌入式处理单元(10)，综合电机实际转向信号，以及通过轨道车辆网络控制系统(4)传送的来自司机控制台(5)的当前司机方向手柄状态信号判断溜车信号，并将该信号传送至数字信号处理单元(13)； 数字信号处理单元(13)，接收到溜车信号后，计算车辆溜行距离是否超过规定阈值；若超过，则向所述嵌入式处理单元(10)传送车辆溜行距离超阈值信号，嵌入式处理单元(10)触发防溜激活信号，并利用该信号通过轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号，所述紧急制动信号传送至制动系统(3)，所述制动系统(3)进行紧急制动停车。2.根据权利要求1所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述模拟信号处理单元(11)、速度信号处理单元(12)、嵌入式处理单元(10)和数字信号处理单元(13)集成在轨道车辆的传动控制单元中。3.根据权利要求1或2所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)和数字信号处理单元(13)通过并行总线(14)与嵌入式处理单元(10)进行通信。4.根据权利要求3所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述嵌入式处理单元(10)通过M VB总线(6)与轨道车辆网络控制系统(4)进行通信。5.根据权利要求1、2、4中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)采用可编程逻辑器件。6.根据权利要求3所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)包括电机转向判断单元(121)，所述电机转向判断单元(121)的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机转向判断单元(121)在A相速度信号的上升沿判断B相速度信号的电平状态，如果B相速度信号为高电平，则输出“A转向”标志至并行总线(14);如果B相速度信号为低电平，则输出“B转向”标志至所述并行总线(14)。7.根据权利要求6所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述速度信号处理单元(12)还包括电机速度选择单元(122)，所述电机速度选择单元(122)的输入信号包括A相速度信号和B相速度信号，电机速度选择单兀(122)将电机速度传感器(2)输出的两路具有相位差的速度信号进行二选一输出，并输出至所述数字信号处理单元(13)进行实时控制: (A)当A相速度信号输入先到达时,输出A相速度信号,否则输出B相速度信号； (B)当A相速度信号无输入时，而B相速度信号正常时，输出B相速度信号； (C)当B相速度信号无输入时,而A相速度信号正常时,输出A相速度信号。8.根据权利要求7所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:所述数字信号处理单元(13)具有中断捕捉功能，对速度方波脉冲信号的上升沿进行捕捉并计数。9.根据权利要求8所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:当所述数字信号处理单元(13)接收到嵌入式处理单元(10)传送来的溜车信号后，启动对速度信号处理单元(12)输出的速度方波脉冲信号上升沿的捕捉，通过溜行时捕捉到的电机速度传感器(2)的脉冲个数判断溜行距离。10.根据权利要求9所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:在所述数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数的过程中，若溜车信号消失，则速度脉冲计数清零，直到再次接收到溜车信号才重新启动计数。11.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:在所述制动系统(3)进行紧急制动停车的同时，所述轨道车辆网络控制系统(4)将嵌入式处理单元(10)触发的防溜激活及紧急制动信号传送至司机控制台(5)进行显示，并进行故障信息存储。12.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:当所述轨道车辆处于停放工况时，所述司机控制台(5)的司机手柄处于方向零位且所述电机速度传感器(2)无脉冲信号；当发生溜车时，所述数字信号处理单元(13)检测到所述速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲信号，数字信号处理单元(13)将该信号传送至所述嵌入式处理单元(10);嵌入式处理单元(10)结合所述轨道车辆网络控制系统(4)传送的司机控制台(5)的司机手柄方向零位信号，判断出轨道车辆在停放工况发生溜车，嵌入式处理单元(1 0 )将该信号送数字信号处理单元(13);数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数，当计数到电机速度传感器(2)的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元(10)发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元(10)发出停放工况防溜激活信号，并将该信号传送至轨道车辆网络控制系统(4);轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号传送至所述制动系统(3)，制动系统(3)施加紧急制动，实现轨道车辆防倒溜。13.根据权利要求1、2、4、6-10中任一权利要求所述的一种轨道车辆防倒溜控制系统，其特征在于:在所述轨道车辆处于运行工况时，当轨道车辆的司机控制台(5)的司机方向手柄信号有效且处于低速运行状态，所述速度信号处理单元(12)实时判断电机的实际转向并将其传送至嵌入式处理单元(10);所述嵌入式处理单元(10)若检测到电机实际转向和司机方向手柄信号不一致，则判断出轨道车辆在运行工况发生溜车；嵌入式处理单元(10)将该信号送所述数字信号处理单元(13)，数字信号处理单元(13)开始对速度信号处理单元(12)传送的速度脉冲进行计数；当计数到所述电机速度传感器(2)的脉冲个数超规定阈值时，向嵌入式处理单元(10)发送溜车距离超规定阈值信号，嵌入式处理单元(10)由此判断出轨道车辆在运行工况下的防溜激活信号，并将该信号传送至所述轨道车辆网络控制系统(4);由轨道车辆网络控制系统(4)触发紧急制动信号传送至所述制动系统(3)，制动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄浩，王永通，董平，刘良杰，曹霄，姚中红，何伟，陈新溅，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：